超导储能

摘要： 在以新能源为主体的新型电力系统中,电力储能系统将会面临着能量交互次数越来越多、容量越来越大的迫切需求。建立了轴向气隙优化型超导储能磁体结构设计模型,初步形成了规模化超导储能概念设计方案。给定相同的10 km超导线长度,优化后的磁体储能量相比传统螺线管提高了约30%,有效降低了单位储能投资成本。考虑日均330次储能充放电需求的新能源应用场合,10.8 GJ/3 MWh规模化超导储能的瞬态峰值功率补偿能力相当于495 MWh电池储能系统,且超导储能运行10年后的总投资成本将会低于电池储能。因此,在能量交互日益频繁的新能源电力系统中,超导储能系统有望实现更低的储能容量及投资成本,缓解电池储能的过充/过放压力,延长电池储能的使用寿命,提高电力储能的整体经济效益。

摘要： 当电动汽车(electric vehicles,EVs)切入或切出充电桩时,会引起配电网功率急剧变化,进而增加配电网频率的波动性。提出一种通过引入大容量超导磁储能(superconducting magnetic energy storage,SMES)系统来提高配电网频率稳定性的方法。在传统PID控制的基础上,建立一种无模型的自适应动态规划控制方法,使SMES在EVs切入充电桩时放电,EVs处于稳态充电阶段时存储电能,EVs切出充电桩时进行充电。分别对2种控制方法进行仿真验证,得出配电网输入功率和配电网频率实时特征曲线,结果表明,基于自适应动态规划的控制方法更有利于提高配电网频率的稳定性。

摘要： 高温超导磁储能系统具有功率密度大、响应快和寿命长等优势,在新能源电网和新能源电动船舶等领域具有潜在的应用前景.二代高温超导带材具有优越的载流能力、较高的工作温度以及相对较低的制备成本,在超导储能装置得领域到了广泛应用.对氧化钇钡铜(YBCO)高温超导带材特性介绍的基础上,分析储能装置对其的性能要求,阐述一代高温超导储能磁体研究现状,并结合10 MJ储能磁体的设计进行具体案例分析.

摘要： 可再生能源所存在的不稳定性和间断性对电力系统带来了压力,因而需要设计好的控制算法调节变流装置使超导储能(SMES)系统带动微网实现可靠运行.这里提出了一种复合式模糊神经网络控制策略,首先,研究了基础三相五电平电流型变流器和SMES系统的拓扑结构,并给出被控拓扑模型.进而在载波叠加调制比例积分微分(PID)控制的基础上,提出模糊控制策略与3层BP神经网络结合的控制方法,并完成对比实验分析.结果 表明所提方法应用于SMES型微网中所产生的电流纹波和畸变程度较小,总电流变化后调整速率均较快;此外,当微网电压处于不平衡状态时,不容易被谐波所影响.

摘要： 将高温超导脉冲变压器和XRAM电路相结合,理论上可以降低电感充电功率的要求并可以获得高幅值的电流脉冲.基于两个小型高温超导脉冲变压器模块搭建了XRAM结构的连续脉冲电源电路实验平台,并分别在常温和液氮温度下对电路进行了验证性实验.在5 Hz的固定工作频率下,液氮温度下测得的实验波形与仿真波形基本一致,且需要的初级充电功率为1.35 kW,远小于常温下34.2 kW的功率需求.实验结果证明了基于高温超导脉冲变压器的XRAM电路是可行的,且相对于传统电感储能,超导电感储能在降低对初级充电电源的电压和功率要求方面具有非常大的优势.

摘要： 3)超导储能:超导储能系统(SMES)利用由超导线制成的线圈,将电网供电励磁产生的磁场能量储存起来,在需要的时候再将储存的电能释放回电网或作为它用,超导储能主要受到运行环境的影响,即使是高温超导体也需要运行在液氮的温度下,目前技术还有待突破。

摘要： 基于超导储能脉冲变压器的单谐振电路脉冲成形模式可以输出更高幅值的电流脉冲,而且能量传输效率较高.不过,单谐振脉冲成形模式输出的电流脉冲脉宽较小,其转换电容的储能占电感总储能的比例也较高,降低了系统整体的储能密度.为此,提出了一种基于电容复用方法的超导脉冲电源(SPPS)改进拓扑并详细介绍了改进后SPPS的工作过程.通过仿真验证,改进后脉冲电源电路的负载电流峰值为197.20 kA,半波宽度为5.56 ms,最大电容储能与总电感储能之比为11％.

摘要： 伴随着电力系统的大力发展,电力工业的发展方向逐渐朝着智能化发展,同时越来越多的智能化设备和技术被广泛应用到电力系统中,极大的推动了我国电力事业的发展进程。作为一种全新的技术,超导电力技术在电网中发挥出了重要作用,深化改革了我国的电力行业,并加速了智能电网的智能化程度。鉴于此,本文就超导电力技术的含义、产生和发展、应用及将来的研究方向进行了探讨,以供参考。

摘要： 促进储能技术与产业的健康发展,对于提高可再生能源比例、保障能源安全、提高能源利用效率、推动能源革命具有重大的战略意义.物理储能作为最重要的一种储能方式,得到了国内外广泛关注.文章剖析了物理储能技术的重大需求,总结了国内外物理储能技术与产业发展现状与趋势,比较了国内外物理储能技术发展水平,明确了物理储能技术发展问题与挑战,并提出了相应发展建议,旨在为我国物理储能技术和产业的研究与发展提供详实的参考.

摘要： 风速的随机性和间断性会给电网带来不稳定因素。为降低风电场并网对系统稳定的影响,文中先建立双馈感应风力发电机和超导储能装置的数学模型,然后合理设计功率解耦的比例–积分–微分超导磁储能控制器抑制功率波动,从而平滑风电场的输出功率。最后基于MATLAB中Simulink对含6台单机容量为1500KW的双馈感应风力发电机组成的风电场进行仿真研究,仿真结果表明该控制策略的超导储能装置能够降低四分法风速和单相短路接地故障对电网电压的冲击。

摘要： 利用反步法设计了超导储能装置的非线性鲁棒控制器，控制目标是调节超导储能装置与系统之间有功及无功功率的交换，驱动发电机组功角和频率恢复到故障前稳态运行点的极小邻域，机端电压迅速恢复至合理水平，并使闭环系统对建模误差以及外部的有界扰动具有鲁棒性，同时保证控制律可以分散在本地实现。利用PSS/E对4机2区系统进行的数字仿真表明，采用此方案控制的超导储能装置能够有效提高系统的暂态稳定性，控制效果优于传统的PI控制。

摘要： 本文推导了SPWM控制下的电流型变流器的有功功率、无功功率和调制比、相位角的关系,设计了一种基于瞬时功率理论的电流型变流器功率闭环控制方法.结合变流器实验样机,对超导储能系统用电流型变流器四象限功率控制方法进行了验证,给出了试验波形.

摘要： 电能质量对用户的影响受到广泛的重视,本文对比了分析了几种解决经常出现的电压凹陷装置的特点,包括传统的基于蓄电池的不间断电源(UPS)、飞轮储能装置(Flywheel)、超导储能设备(SMES)、动态电压补偿装置(DVR)。并基于超导储能提出了综合电压动态补偿设备,可以略综合解决电能质量问题,并可作为限流器使用。给出了拓扑图,详细分析工作原理并进行了仿真和初步的试验。通过分析,表明系统可以通过不同的控制策略分别实现限流和补偿。

摘要： 风力发电是一项新兴的绿色能源技术,其是利用风能进行发电,有着良好的发展前景,可以解决当前能源紧缺的现状.在风力发电系统中,还要应用储能技术,风能具有无法控制的特点,所以需要对风能进行储存,储能技术主要有四种类型,分别是飞轮储能、超导储能、超级电容器储能以及蓄电池储能,本文对储能技术的特点以及应用的前景进行了介绍,希望对相关研究人员提供一定帮助,制定出科学、可行的储能方案,并促进风力发电事业更好的发展.

摘要： 本文对一种以超导磁体储能为初级能源的单级脉冲电源电路进行了理论分析,并通过电路仿真软件Sa-ber对并联多级电流放大电路工作原理进行了数值仿真分析.仿真的结果证实了利用该电路可以实现超导磁体电流源的放大,通过对单级放大电路的并联能够调整输出电流的波形,可以直接给脉冲功率负载供电.本文提出的方法大大简化了超导磁体储能能量到脉冲功率负载的转换环节.

摘要： 储能方式主要有物理储能、电磁储能、电化学储能和相变储能四大类型.其中物理储能包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能;电磁储能包括超导、超级电容器储能;电化学储能包括铅酸、锂离子、钠硫和液流等电池储能;相变储能包括蓄热和蓄冷储能等.本文着重分析了它们的技术现状、发展前景及优缺点,并针对分布式发电不同应用场合进行了探讨.

摘要： 储能方式主要有物理储能、电磁储能、电化学储能和相变储能四大类型.其中物理储能包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能;电磁储能包括超导、超级电容器储能;电化学储能包括铅酸、锂离子、钠硫和液流等电池储能;相变储能包括蓄热和蓄冷储能等.本文着重分析了它们的技术现状、发展前景及优缺点,并针对分布式发电不同应用场合进行了探讨.

摘要： 储能方式主要有物理储能、电磁储能、电化学储能和相变储能四大类型.其中物理储能包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能;电磁储能包括超导、超级电容器储能;电化学储能包括铅酸、锂离子、钠硫和液流等电池储能;相变储能包括蓄热和蓄冷储能等.本文着重分析了它们的技术现状、发展前景及优缺点,并针对分布式发电不同应用场合进行了探讨.

摘要： 储能方式主要有物理储能、电磁储能、电化学储能和相变储能四大类型.其中物理储能包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能;电磁储能包括超导、超级电容器储能;电化学储能包括铅酸、锂离子、钠硫和液流等电池储能;相变储能包括蓄热和蓄冷储能等.本文着重分析了它们的技术现状、发展前景及优缺点,并针对分布式发电不同应用场合进行了探讨.

摘要： 本发明公开一种用于超导能源管道的具有储能功能的超导有源滤波器，包括依次相连的交流侧滤波器、逆变器及其控制单元、直流侧超导电感；交流侧滤波器由滤波电感和滤波电容组成；所述超导电感内部从内到外依次为第一超导层、液氢层、第二超导层、液氮层、第三超导层和液化天然气层。

摘要： 本发明提供了一种内定子式高温超导飞轮储能系统及储能方法，属于飞轮储能技术领域，包括主体支架、真空储能仓、储能飞轮、上升降模块以及下升降模块，储能飞轮置于真空储能仓内；储能飞轮设有径向对称的直流无刷电机转子和径向对称的径向下永磁体，储能飞轮上径向对称设有轴向永磁体；上升降模块上径向对称的设有直流无刷电机定子；上升降模块的上腔体内沿旋转轴线设有轴向上超导体；下升降模块的下腔体内设有径向对称的径向下超导体和沿旋转轴线的轴向下超导体。本发明通过轴向悬浮拉力、轴向悬浮斥力以及径向斥力，保证储能飞轮径向和轴向的位置，使储能飞轮稳定地工作。

摘要： 本发明公开了一种基于超导磁储能与深冷储能的混合储能系统，解决了现有的超导磁储能技术和深冷储能技术在单一应用时，超导磁储能技术由于其超导材料在临界温度以下才能保持超导特性，需要真空绝热容器和制冷设备进行绝热和降温，存在着运行成本高，且超导磁储能技术能量自身存储容量小的技术问题，深冷储能技术存在着响应速度慢的技术问题的技术问题。

摘要： 本发明公开了一种含超导体的工型永磁转子的高温超导飞轮储能系统，包括系统边框，所述系统边框内设有真空室，真空室内设有储能飞轮和驱动电机，其特征在于：所述储能飞轮包括超导定子和永磁‑超导转子，超导定子固设于系统边框内壁上，永磁‑超导转子固设于悬浮主轴上，超导定子和永磁‑超导转子及悬浮主轴同轴设置，驱动电机设于系统边框内侧并位于储能飞轮上方，系统边框的顶端设有真空接口和电接口。本发明克服了通过轴向轴承和径向轴承进行定位给系统带来的弊端，通过储能飞轮自身进行轴向定位和径向定位，储能飞轮旋转过程中的稳定性好，结构简单，且加工和维护成本大大降低，适用于电能存储技术领域。

摘要： 本发明公开一种用于超导能源管道的具有储能功能的超导有源滤波器，包括依次相连的交流侧滤波器、逆变器及其控制单元、直流侧超导电感；交流侧滤波器由滤波电感和滤波电容组成；所述超导电感内部从内到外依次为第一超导层、液氢层、第二超导层、液氮层、第三超导层和液化天然气层。

摘要： 本发明提供一种储能飞轮及其所应用的高温超导飞轮储能系统。该储能飞轮包括位于第一真空仓内的储能飞轮主动轮、高温超导飞轮储能系统的主轴和磁力耦合器主动盘，以及位于第二真空仓内的储能飞轮从动轮、磁力耦合器从动盘和至少两对永磁轴承；储能飞轮主动轮连接在主轴上，磁力耦合器主动盘固定在储能飞轮主动轮上；磁力耦合器从动盘固定在储能飞轮从动轮上，且磁力耦合器从动盘与磁力耦合器主动盘相对设置，至少两对永磁轴承分别固定在储能飞轮从动轮上和第二真空仓内壁上。本发明通过至少两对永磁轴承使储能飞轮从动轮悬浮在第二真空仓内，能够降低高温超导磁悬浮系统的负载压力，进而有利于降低高温超导飞轮储能系统的运行成本及损耗。

摘要： 本实用新型公开了一种基于超导磁储能与深冷储能的混合储能系统，解决了现有的超导磁储能技术和深冷储能技术在单一应用时，超导磁储能技术由于其超导材料在临界温度以下才能保持超导特性，需要真空绝热容器和制冷设备进行绝热和降温，存在着运行成本高，且超导磁储能技术能量自身存储容量小的技术问题，深冷储能技术存在着响应速度慢的技术问题的技术问题。

摘要： 本发明涉及电磁能量存储及控制领域，尤其涉及一种超导线圈、超导储能装置及控制方法。本发明针对现有技术中问题，提供一种超导线圈、超导储能装置及控制方法，具有辅助冷却结构和混合超导导线的超导线圈，构成超导电磁储能装置并通过储能控制装置及控制方法，使得储能装置工作状态按负载变化自动选择，实现数字化控制储能装置的工作状态，进行具有保护功能的、高效的和可靠的控制。本发明中通过超导导线圈本体、线圈骨架、复合超导开关等形成超导线圈进而形成超导装置，通过超导装置控制方法完成本设计，本发明应用于电磁能量存储及控制领域。

摘要： 本发明涉及电磁能量存储及控制领域，尤其涉及一种超导线圈、超导储能装置及控制方法。本发明针对现有技术中问题，提供一种超导线圈、超导储能装置及控制方法，具有辅助冷却结构和混合超导导线的超导线圈，构成超导电磁储能装置并通过储能控制装置及控制方法，使得储能装置工作状态按负载变化自动选择，实现数字化控制储能装置的工作状态，进行具有保护功能的、高效的和可靠的控制。本发明中通过超导导线圈本体、线圈骨架、复合超导开关等形成超导线圈进而形成超导装置，通过超导装置控制方法完成本设计，本发明应用于电磁能量存储及控制领域。

摘要： 本实用新型公开了一种超导双饼线圈及超导储能限流磁体，该超导双饼线圈包括：内骨架、外骨架、绝缘夹层和一根超导带材；其中，内骨架外表面上设置有螺旋凹槽；超导带材绕制于内骨架外表面，形成内骨架轴向垂直平面内的第一单饼绕组和第二单饼绕组，且第一单饼绕组和第二单饼绕组之间的过渡超导带绕制于螺旋凹槽内；绝缘夹层安装于第一单饼绕组和第二单饼绕组之间；外骨架上设置有第一出线口和第二出线口；外骨架套在第一单饼绕组和第二单饼绕组外环，且第一单饼绕组的出线通过第一出线口穿出，第二单饼绕组的出线通过第二出线口穿出。本实用新型可以消除双饼线圈中两个单饼绕组之间的台阶影响。